Bộ lọc thông dải trên bộ biến tần CMOS. Sơ đồ, mô tả

Thư viện kỹ thuật miễn phí

ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN
Thư viện miễn phí / Sơ đồ của các thiết bị vô tuyến-điện tử và điện

Bộ lọc thông dải trên bộ biến tần CMOS. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Thư viện kỹ thuật miễn phí

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Đài thiết kế nghiệp dư

Bình luận bài viết

Các bộ lọc thông dải hoạt động có những ưu điểm đáng kể so với các bộ lọc thụ động, đặc biệt là ở tần số thấp, vì chúng có thể loại bỏ các cuộn dây có kích thước lớn trong dải tần số này và không còn lý tưởng ở nhiều đặc điểm khác. Bộ lọc biquad hoạt động có độ ổn định cao và ổn định, cho phép ở chế độ bộ lọc thông dải đạt được hệ số chất lượng vượt quá 100. Một mạch điển hình của bộ lọc như vậy, được xây dựng trên các bộ khuếch đại hoạt động, được hiển thị trong Hình. 1.

Bộ lọc băng thông trên biến tần CMOS

Trong bộ lọc biquad, bộ tích hợp tổng sẽ trừ điện áp đầu ra của bộ lọc thông thấp khỏi điện áp đầu vào (chúng được lệch pha 180 độ) - Ở tần số dưới phần chuyển tiếp, các tín hiệu này triệt tiêu lẫn nhau và tín hiệu đầu ra được suy giảm đáng kể. Khi nó tăng lên, đến phần chuyển tiếp, tín hiệu đầu ra giảm dần của bộ tích phân không còn bù cho tín hiệu đầu vào nữa, do đó mức tín hiệu ở đầu ra bộ lọc tăng lên. Với tần số tăng hơn nữa, sự suy giảm đáp ứng tần số của bộ tích hợp đảm bảo sự suy giảm tín hiệu đầu ra và hoàn thành việc hình thành đáp ứng tần số của bộ lọc thông dải.

Nhược điểm của bộ lọc biquad là số lượng phần tử hoạt động tăng lên. Trong những điều kiện này, có thể coi là có triển vọng sử dụng bộ biến tần CMOS làm thành phần hoạt động, có thể hoạt động ở chế độ tuyến tính và có một số ưu điểm so với các bộ khuếch đại hoạt động, chẳng hạn như không có xu hướng tự kích thích, tăng tần số hoạt động. Và chi phí thường thấp hơn.

Trong số những nhược điểm của các phần tử hoạt động được xem xét, chúng tôi lưu ý mức tăng nhẹ của chúng (30...50 dB). Tuy nhiên, do bộ lọc biquad không có yêu cầu khuếch đại cao nên nhược điểm này không phải là trở ngại đối với việc sử dụng bộ biến tần CMOS làm phần tử hoạt động.

Một trong những vi mạch CMOS phổ biến nhất - K561LN2 - chứa sáu bộ biến tần trong một gói, cho phép bạn xây dựng bộ lọc thông dải bậc bốn. Mạch của bộ lọc như vậy thu được bằng cách xếp tầng hai bộ lọc bậc hai, được hiển thị trong Hình 2. XNUMX.

Bộ lọc băng thông trên biến tần CMOS

Dễ dàng nhận thấy rằng cả hai bộ lọc bậc hai đều giống hệt nhau và có cấu trúc tương tự như bộ lọc op-amp tiêu chuẩn (xem Hình 1). Bộ lọc có hai đầu ra, tín hiệu trên đó là tín hiệu ngược pha.

Dòng điện tiêu thụ của bộ lọc được đặt bằng cách chọn điện trở R13. Trong trường hợp này, điện áp nguồn có thể thay đổi trong khoảng 5...15 V. Khi dòng điện cung cấp giảm, độ lợi của các phần tử bộ lọc hoạt động tăng lên, nhưng đặc tính tần số của chúng suy giảm và điện trở đầu ra tăng. Mức tiêu thụ dòng điện tối ưu nên được xem xét trong khoảng 0,5...2mA.

Với xếp hạng được chỉ ra trong sơ đồ, bộ lọc có tần số trung tâm fo=1000 Hz, băng thông Δf=100 Hz và hệ số truyền Kp=10. Đối với các tham số khác, bộ lọc có thể được tính toán bằng phương pháp sau.

Chúng ta hãy đặt cho liên kết đầu vào C2=C3=C và R3=R4=R5=R. Hãy tính R, R1 và R2: R=1/(2πf0∙C); R1=Q/(2π∙f0∙C)∙√Кп; R2=Q/(2πf0∙C); Q=f0/Δf', trong đó Δf'=Δf/v2-n, trong đó Q là hệ số chất lượng bộ lọc; n là số lượng liên kết được kết nối theo tầng bậc hai.

Bộ lọc cho phép điều chỉnh độc lập các thông số nếu cần thiết. Như vậy, tần số trung tâm của liên kết đầu vào có thể được điều chỉnh bằng cách chọn điện trở R3, hệ số chất lượng Q - R2, hệ số truyền Kp - R1.

Tần số hoạt động của bộ lọc được xây dựng trên bộ biến tần của vi mạch K561LN2 có thể đạt tới hàng trăm kilohertz. Việc sử dụng các vi mạch tương tự dòng KR1564, 74AC, 74NS sẽ tăng tần số hoạt động lên 10...15 lần.

Một trong những tính năng của bộ lọc được xem xét là băng thông không thay đổi khi tần số trung tâm thay đổi. Ngoài ra, khi R1=R3, độ lợi liên kết được xác định bởi tỷ lệ R2/R1. Điện trở đầu vào của liên kết lớn hơn điện trở R1, điện trở đầu ra là 10... 15 kOhm. Việc tăng cường cuối cùng của các phần tử hoạt động có thể dẫn đến hệ số chất lượng tăng nhẹ so với giá trị tính toán.

Kết quả thử nghiệm đã khẳng định tính dễ dàng điều chỉnh của bộ lọc, sự phù hợp tốt giữa các đặc tính thực tế và tính toán và độ ổn định cao.

Văn chương

Faulkenbury L. Ứng dụng bộ khuếch đại thuật toán và IC tuyến tính (dịch từ tiếng Anh). - M. Mir, 1986, 598 tr.

Tác giả: D. Onyshko, Novocherkassk, vùng Rostov.

Xem các bài viết khác razdela Đài thiết kế nghiệp dư.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Máy tỉa hoa trong vườn 02.05.2024

Trong nền nông nghiệp hiện đại, tiến bộ công nghệ đang phát triển nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình chăm sóc cây trồng. Máy tỉa thưa hoa Florix cải tiến đã được giới thiệu tại Ý, được thiết kế để tối ưu hóa giai đoạn thu hoạch. Công cụ này được trang bị cánh tay di động, cho phép nó dễ dàng thích ứng với nhu cầu của khu vườn. Người vận hành có thể điều chỉnh tốc độ của các dây mỏng bằng cách điều khiển chúng từ cabin máy kéo bằng cần điều khiển. Cách tiếp cận này làm tăng đáng kể hiệu quả của quá trình tỉa thưa hoa, mang lại khả năng điều chỉnh riêng cho từng điều kiện cụ thể của khu vườn, cũng như sự đa dạng và loại trái cây được trồng trong đó. Sau hai năm thử nghiệm máy Florix trên nhiều loại trái cây khác nhau, kết quả rất đáng khích lệ. Những nông dân như Filiberto Montanari, người đã sử dụng máy Florix trong vài năm, đã báo cáo rằng thời gian và công sức cần thiết để tỉa hoa đã giảm đáng kể. ... >>

Kính hiển vi hồng ngoại tiên tiến 02.05.2024

Kính hiển vi đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu khoa học, cho phép các nhà khoa học đi sâu vào các cấu trúc và quá trình mà mắt thường không nhìn thấy được. Tuy nhiên, các phương pháp kính hiển vi khác nhau đều có những hạn chế, trong đó có hạn chế về độ phân giải khi sử dụng dải hồng ngoại. Nhưng những thành tựu mới nhất của các nhà nghiên cứu Nhật Bản tại Đại học Tokyo đã mở ra những triển vọng mới cho việc nghiên cứu thế giới vi mô. Các nhà khoa học từ Đại học Tokyo vừa công bố một loại kính hiển vi mới sẽ cách mạng hóa khả năng của kính hiển vi hồng ngoại. Thiết bị tiên tiến này cho phép bạn nhìn thấy cấu trúc bên trong của vi khuẩn sống với độ rõ nét đáng kinh ngạc ở quy mô nanomet. Thông thường, kính hiển vi hồng ngoại trung bị hạn chế bởi độ phân giải thấp, nhưng sự phát triển mới nhất của các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã khắc phục được những hạn chế này. Theo các nhà khoa học, kính hiển vi được phát triển cho phép tạo ra hình ảnh có độ phân giải lên tới 120 nanomet, cao gấp 30 lần độ phân giải của kính hiển vi truyền thống. ... >>

Bẫy không khí cho côn trùng 01.05.2024

Nông nghiệp là một trong những lĩnh vực quan trọng của nền kinh tế và kiểm soát dịch hại là một phần không thể thiếu trong quá trình này. Một nhóm các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu khoai tây trung tâm-Hội đồng nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ (ICAR-CPRI), Shimla, đã đưa ra một giải pháp sáng tạo cho vấn đề này - bẫy không khí côn trùng chạy bằng năng lượng gió. Thiết bị này giải quyết những thiếu sót của các phương pháp kiểm soát sinh vật gây hại truyền thống bằng cách cung cấp dữ liệu về số lượng côn trùng theo thời gian thực. Bẫy được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng năng lượng gió, khiến nó trở thành một giải pháp thân thiện với môi trường và không cần điện. Thiết kế độc đáo của nó cho phép giám sát cả côn trùng có hại và có ích, cung cấp cái nhìn tổng quan đầy đủ về quần thể ở bất kỳ khu vực nông nghiệp nào. Kapil cho biết: “Bằng cách đánh giá các loài gây hại mục tiêu vào đúng thời điểm, chúng tôi có thể thực hiện các biện pháp cần thiết để kiểm soát cả sâu bệnh và dịch bệnh”. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Nôi thông minh của Ford 11.04.2017

Ford đã tiết lộ một phát triển rất thú vị - một chiếc cũi "thông minh" có thể mô phỏng các chuyến đi của ô tô.

Như các chương trình thực tế, trẻ em nhanh chóng buồn ngủ khi đi trong bóng tối. Sự phát triển mới của Ford mang tên Max Motor Dreams tái tạo bầu không khí của những chuyến đi như vậy tại quê nhà.

Nôi thông minh có thể tái tạo chuyển động của ô tô, tiếng ồn của động cơ và thậm chí là thay đổi đèn đường. Đồng thời, hệ thống được điều khiển thông qua ứng dụng trên điện thoại thông minh có thể ghi lại nhịp chuyển động, hiệu ứng âm thanh, ánh sáng mà bé đã quen trên các tuyến đường quen thuộc.

"Sau khi trò chuyện với các ông bố bà mẹ trẻ, rất dễ hiểu rằng nhiều người trong số họ mơ mình chỉ ngủ yên trong ít nhất một đêm. Ai cũng biết rằng trẻ em rất dễ ngủ gật khi đi ô tô, nhưng phương pháp này không giúp giải quyết được vấn đề của Cha mẹ thiếu ngủ, vì họ không quan tâm đến việc phải thức và lái xe. Cũi Max Motor Dreams có thể giúp cuộc sống của các ông bố bà mẹ trên khắp thế giới dễ dàng hơn ", Ford nói.

Công ty đang xem xét khả năng sản xuất hàng loạt của sự phát triển độc đáo này, tùy thuộc vào sự quan tâm của người tiêu dùng.

Tin tức thú vị khác:

▪ Trai đã giúp tạo ra một loại polymer siêu bền

▪ Trí tuệ nhân tạo sẽ có thể tiếp cận khả năng của bộ não con người

▪ Công nghệ nano trên kính

▪ Các loài thực vật có tuổi thọ ngắn nhạy cảm hơn với khí hậu

▪ Trong số ong, có cả người thuận tay phải và người thuận tay trái.

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần trang web Bộ điều chỉnh dòng điện, điện áp, nguồn. Lựa chọn bài viết

▪ bài viết của Lucian xứ Samosata. câu cách ngôn nổi tiếng

▪ bài viết Những đồ trang trí ngày lễ ban đầu ngọt ngào và ăn được? đáp án chi tiết

▪ bài báo Framer. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động

▪ bài báo Keo lỏng Syndeticon. Công thức nấu ăn đơn giản và lời khuyên

▪ bài viết AFC kỹ thuật số cho bộ thu phát. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web